CN113933987A - Mems微镜及光学扫描装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种MEMS微镜及光学扫描装置。本申请的MEMS微镜可以应用于车载激光雷达等不同设备上，MEMS微镜包括有外框、线圈、悬臂梁和镜面单元等组成部分，其中镜面单元通过悬臂梁与外框相连，并可在线圈通电时的电磁力作用下相对外框转动，其中，部分或全部线圈的表层由石墨烯构成。本申请的MEMS微镜具有较高的工作可靠性。

Description

MEMS微镜及光学扫描装置

技术领域

本申请涉及微机电领域，尤其涉及一种MEMS微镜及光学扫描装置。

背景技术

随着科技的不断发展，微机电系统由于体积较小的优势，越来越多的应用在激光雷达等扫描和成像系统中。

目前，激光雷达等扫描系统中，通常采用微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)微镜实现检测光线的指向偏转以及扫描。MEMS微镜可以采用电磁等不同方式进行驱动。其中，MEMS电磁微镜中设置有外框和线圈，外框上设置有用于反射检测光线的反射镜片，线圈和反射镜片相对固定。线圈通电后，在磁场中会受到的电磁力作用，并驱动MEMS电磁微镜的反射镜片发生偏转，以改变检测光线的出射角度，扫描系统即可接收经物体反射的检测光线，并进行处理而生成扫描结果。由于MEMS电磁微镜的体积尺寸较小，所以线圈会设置于基板的表面。此时，线圈一般采用金作为线圈材料，以利用金较为稳定的化学性能来达到线圈表面的抗腐蚀性能。

然而，由于金的电阻率较高且密度较大，因而采用金做线圈材料，会使线圈的质量和发热量均较大，造成MEMS电磁微镜具有较高的功耗，且工作可靠性较低。

发明内容

本申请提供一种MEMS微镜及光学扫描装置，具有较高的工作可靠性。

第一方面，本申请提供一种MEMS微镜，包括外框、线圈、悬臂梁和镜面单元，镜面单元通过悬臂梁可移动的连接在基板上，线圈设置在镜面单元和悬臂梁中的至少一者上，且线圈处于磁场之中，线圈用于在通电时产生电磁力，以使镜面单元在电磁力作用下相对基板移动，至少部分线圈的表层由石墨烯构成。这样通过在至少部分线圈的表层由石墨烯构成，能够让石墨烯在线圈表层形成稳定致密的保护层，避免线圈受到外界环境的腐蚀，提高线圈的工作可靠性；而石墨烯本身也不会影响到线圈的导电和散热，使线圈自身具备较好的工作性能。

作为一种可选的实施方式，线圈包括第一线圈段，第一线圈段的表层由石墨烯构成。其中，第一线圈段可以仅占据线圈在自身长度方向上的一段或多段，也可以让整个线圈均为由石墨烯构成的第一线圈段。

作为一种可选的实施方式，线圈还可以包括第二线圈段，第二线圈段和第一线圈段相互连接，且第二线圈段为金属线圈。这样线圈可以具有表层由石墨烯构成的第一线圈段，而线圈的第二线圈段的表层则未由石墨烯构成，或者是第二线圈段由其它材料构成，从而减小线圈的生产和制造成本。

作为一种可选的实施方式，第二线圈段位于悬臂梁上。由于悬臂梁上的线圈不需要像线圈的主体部分那样密集排列，对于电阻率、质量和散热的要求均较低，因此在悬臂梁上的线圈为第二线圈段，能够降低线圈的整体制造成本。

作为一种可选的实施方式，第一线圈段均由石墨烯构成。这样，第一线圈段可以直接利用石墨烯的优异的导电性能实现线圈的通电，从而提供用于驱动镜面单元转动的电磁力。同时，因为石墨烯自身的密度小于其它常用的金属材料，因此由石墨烯构成的第一线圈段和常规的金属线圈段相比，具有较小的质量，能够减小驱动镜面单元所需的电磁力大小。

作为一种可选的实施方式，第一线圈段包括可导电的内芯和包裹内芯外表面的保护层，保护层为石墨烯层。由于石墨烯所具有的保护和隔离作用，构成内芯的材料不需要具有抗腐蚀性，这样内芯的材料可以较为多样，只需要让内芯具有较好的导电能力以及较轻的质量即可，从而可以让线圈产生较强的电磁力，提高MEMS微镜的工作性能和工作效率。

作为一种可选的实施方式，第一线圈段的部分外表面暴露在镜面单元和悬臂梁中的至少一者的表面并形成外露面，保护层覆盖外露面。这样保护层即可覆盖该外露面，从而避免内芯的外露面接触到外界环境并受到侵蚀。

作为一种可选的实施方式，第一线圈段的周向外表面均覆盖有保护层。这样，第一线圈段中内芯的周向外侧均被石墨烯构成的保护层所覆盖，因此石墨烯对于内芯的保护效果较好，让第一线圈段具有较好的防腐蚀效果。

作为一种可选的实施方式，内芯为金属内芯。这样可以让线圈具有较好的导电能力，减小线圈通电时的发热量，让MEMS微镜在工作时具有较小的发热量。

作为一种可选的实施方式，内芯的材料为铝、铜或金。

作为一种可选的实施方式，保护层包裹内芯的外表面的方式包括以下任意一种：气相沉积、直接贴合。

作为一种可选的实施方式，石墨烯层的厚度小于或等于10纳米。这样可以让保护层起到较好的保护作用，同时，避免保护层影响到第一线圈段中内芯的正常截面尺寸。

作为一种可选的实施方式，内芯在外框的厚度方向上的尺寸大于或等于1微米。这样内芯的尺寸远大于石墨烯层的厚度，石墨烯层不会对内芯的尺寸和导电性能造成较大影响。

作为一种可选的实施方式，线圈的部分结构埋设在镜面单元和悬臂梁中的至少一者中，且第一线圈段的顶面凸出于镜面单元和悬臂梁中的至少一者的表面。

作为一种可选的实施方式，第一线圈段埋设于镜面单元和悬臂梁中的至少一者中，第一线圈段的顶面和镜面单元和悬臂梁中的至少一者的表面齐平。此时，由于第一线圈段顶面和镜面单元的外表面齐平，因此镜面单元的外表面并无凸出的部分，从而形成较为平整的表面。

作为一种可选的实施方式，第一线圈段贴合设置于镜面单元和悬臂梁中的至少一者的表面。此时，由石墨烯所构成的保护层会对第一线圈段形成较为全面、可靠的保护。

作为一种可选的实施方式，第一线圈段完全埋设于镜面单元和悬臂梁中的至少一者的内部。此时，第一线圈段周向上的各个表面均会被镜面单元的结构所包裹和保护，同时由于第一线圈段可以直接采用石墨烯构成，而不需要分为内芯和保护层等较为复杂的结构，第一线圈段的结构较为简单。

作为一种可选的实施方式，外框围成中空区域；悬臂梁的第一端和外框连接，悬臂梁的第二端和镜面单元连接，且镜面单元通过悬臂梁悬空设置在中空区域中。这样镜面单元可以自如的以悬臂梁为轴，相对于外框进行转动。

作为一种可选的实施方式，镜面单元包括反射镜，反射镜具有用于反射光线的镜面。

作为一种可选的实施方式，镜面单元还包括连接框架，悬臂梁的第二端连接至连接框架，反射镜设置于连接框架上，且位于连接框架所围成的空间内。这样反射镜可以相对于连接框架具有相对独立的结构，而线圈也仅需要设置在连接框架上，而反射镜上不需要设置线圈，以避免干扰到反射镜的正常反射。

作为一种可选的实施方式，连接框架和反射镜固定连接；或者，连接框架和反射镜之间通过内悬臂梁连接，且反射镜可相对于连接框架转动。这样，随着反射镜和连接框架之间连接方式的不同，MEMS微镜可以为一维微镜或者是二维微镜。

作为一种可选的实施方式，第一线圈段位于反射镜和连接框架的至少一者上。这样第一线圈段设置在镜面单元上，镜面单元具有较大的面积，便于线圈进行多圈绕设；同时，第一线圈段中的石墨烯能够利用其高效的导热性能进行散热，第一线圈段的主要构成材料也会因其较小的密度而让线圈的质量较轻。

第二方面，本申请提供一种光学扫描装置，包括光源和如上所述的MEMS微镜，光源发出的光线朝向MEMS微镜，MEMS微镜用于将光源发出的光线转换为扫描光线。

本申请提供的MEMS微镜及光学扫描装置，MEMS微镜具体包括外框、线圈、悬臂梁和镜面单元等不同组成部分；其中，镜面单元通过所述悬臂梁可移动的连接在外框上，线圈设置在镜面单元和悬臂梁中的至少一者上，且线圈处于磁场之中，线圈用于在通电时产生电磁力，以使镜面单元在电磁力作用下相对外框移动，至少部分线圈的表层由石墨烯构成。通过让至少部分线圈的表层由石墨烯构成，能够让石墨烯在线圈表层形成稳定致密的保护层，避免线圈受到外界环境的腐蚀，提高线圈的工作可靠性；而石墨烯本身也不会影响到线圈的导电和散热，使线圈自身具备较好的工作性能。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种MEMS微镜的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的MEMS微镜中线圈和磁场的相对受力示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种MEMS微镜的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的第三种MEMS微镜的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第四种MEMS微镜的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的第五种MEMS微镜的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的MEMS微镜中线圈的结构示意图；

图8a是本申请实施例提供的线圈中一种第一线圈段的结构示意图；

图8b是图8a的第一线圈段的截面结构示意图；

图9a是本申请实施例提供的另一种第一线圈段的结构示意图；

图9b是图9a中的第一线圈段的截面示意图；

图10a是本申请实施例提供的第三种第一线圈段的结构示意图；

图10b是图10a中的第一线圈段的截面示意图；

图11a是本申请实施例提供的第四种第一线圈段的结构示意图；

图11b是图11a中的第一线圈段的截面示意图；

图12a是本申请实施例提供的第五种第一线圈段的结构示意图；

图12b是图12a中的第一线圈段的截面示意图；

图13a是本申请实施例提供的第六种第一线圈段的结构示意图；

图13b是图13a中的第一线圈段的截面示意图；

图14a是本申请实施例提供的第七种第一线圈段的结构示意图；

图14b是图14a中第一线圈段的截面示意图；

图15是本申请提供的光学扫描装置的结构示意图。

具体实施方式

微机电系统也称为微电子机械系统，其具有较小的结构尺寸。一般微机电系统的结构尺寸大概在微米甚至是纳米量级，因而与传统的机电系统相比，具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高等优点，应用场合较为广阔。

而随着微机电系统的不断发展，基于MEMS技术的扫描微镜作为一种微型执行器件，已被广泛的应用于激光雷达或者是其它扫描系统中。基于MEMS技术的扫描微镜可简称为MEMS微镜，其具体包括有镜面或者其它能够反射光线的结构。在具有MEMS微镜的扫描系统工作时，会向MEMS微镜发出激光光束，MEMS微镜受到激光光束的照射后，可以通过改变自身镜面的旋转角度，从而将激光光束反射至不同的出射方向及角度，而出射的激光光束照射至外界物体后，相应产生反射光束，扫描系统再对反射光束进行接收和处理，由此获得关于外界物体的三维空间形状等信息。

为了实现MEMS微镜自身镜面的旋转，MEMS微镜可以通过多种不同方式实现镜面的旋转驱动。目前MEMS微镜的驱动方式大致有静电驱动、电磁驱动、压电驱动和电热驱动等。其中，电磁驱动方式具有驱动扭转角度较大、驱动较为线性且技术成熟等优势，是目前MEMS微镜的主要驱动方案。

以下对电磁驱动的MEMS微镜的结构进行介绍：MEMS微镜自身具体可以包括外框以及连接在外框上的悬臂梁、镜面单元等结构。其中，外框主要作为MEMS微镜中镜面单元和悬臂梁的固定和支撑结构，即MEMS微镜的主要基座和支撑部分，为了避免外框影响到MEMS微镜中的镜面单元等可动结构的转动，外框中开设有中空区域或者其它能够用于容纳镜面单元的空间，此时，镜面单元即可位于该空间内，且镜面单元和外框之间并不直接接触，从而使得镜面单元能够自如的相对于外框转动。而镜面单元则包括有能够反射激光光束的镜面，镜面单元相对于外框转动时，镜面的角度随之发生偏转，从而改变照射至镜面上的激光光束的出射方向。

为了让镜面单元能够相对于外框等固定结构相对转动，镜面单元和外框之间通过悬臂梁连接。具体的，镜面单元位于外框中开设的空间中，且镜面单元和外框之间具有间隙，悬臂梁即位于该间隙中，且悬臂梁的两端分别与镜面单元以及外框相连接，以对镜面单元进行支撑。此时，镜面单元通过悬臂梁而悬空设置在外框的中空区域之中。同时，悬臂梁具有较细的截面尺寸，能够在镜面单元相对外框转动时，自身产生一定的扭转，并维持镜面单元与外框之间的连接。这样，镜面单元即可在被悬臂梁支撑的同时，能够相对于外框实现自由转动，从而对镜面的方向和角度进行调整。

而在电磁驱动的MEMS微镜中，为了让镜面单元实现转动，MEMS微镜还包括有线圈等结构。其中，线圈设置在镜面单元上，且线圈位于磁场之中。这样当线圈通电后，线圈受到磁场的作用，从而产生安培力，线圈即可在该安培力作用下，带动镜面单元相对于外框转动，以实现MEMS微镜的角度调整。

由于MEMS微镜中的驱动力为磁场对于线圈的安培力，为了提高MEMS微镜的驱动效率，线圈由电阻率较小的材料制成。一般的，现有的构成线圈的材料可以为金属材料，而为了让MEMS微镜具有较高的环境适应性和可靠性，线圈应该具有较强的抗腐蚀性，因此常规的线圈主要选用金作为线圈的材料，然而，金自身具有较高的密度(19.32g/cm³)，因而金制的线圈自身会具有较大的重量，需要有较大的安培力才能将其驱动旋转；同时金的电阻率较大(在20℃时的电阻率微2.40×10^-8Ω·m)，这样通入电流时会产生较大的发热量，会制约到MEMS微镜的工作效率和可靠性。而如果将线圈的材料改为铜等质量较轻、电阻率较小的金属，则由于铜的化学性质不够稳定，容易受到外界的腐蚀，影响到MEMS微镜的工作可靠性。

为此，本申请提供一种MEMS微镜及光学扫描系统，能够具有较好的工作效率和可靠性。

图1是本申请实施例提供的一种MEMS微镜的结构示意图。如图1所示，本申请提供的MEMS微镜，具体包括外框1、线圈2、悬臂梁3和镜面单元4等不同组成部分。其中，镜面单元4通过所述悬臂梁3可移动的连接在外框1上，线圈2设置在镜面单元4和悬臂梁3中的至少一者上，且线圈处于磁场之中，线圈2用于在通电时产生电磁力，以使镜面单元4在电磁力作用下相对外框1移动，至少部分线圈2的表层由石墨烯构成。

具体的，本实施例提供的MEMS微镜中，外框1作为整个MEMS微镜的主要支撑结构，其一般可以在基底或者基板上形成或制备而成，具体的，可以在硅基底上通过蚀刻或者沉积等手段形成外框1的结构。为了容置和避让镜面单元4等结构，外框1的内部可以形成中空的容置区域，镜面单元4等结构被收容在该容置区域中。

为了连接和支撑镜面单元4，MEMS微镜具有悬臂梁3，悬臂梁3连接于外框1和镜面单元4之间，以支撑镜面单元4，并使得镜面单元4可相对于外框1移动。其中，镜面单元4和悬臂梁3可以通过蚀刻等方式形成。示例性的，镜面单元4、悬臂梁3和外框1均可以在硅基底上通过蚀刻和沉积而形成。

具体的，在一种可选的MEMS微镜结构中，外框1会围成中空区域11；而悬臂梁3的第一端和外框1连接，悬臂梁3的第二端和镜面单元4连接，且镜面单元4通过悬臂梁3悬空设置在中空区域11中。

此时，外框1的中空区域11即为收容镜面单元4的容置空间，悬臂梁3的两端分别连接镜面单元4和外框1的内缘，从而连接并支撑镜面单元4。为了保持悬臂梁3的受力平衡，在一些实施例中，镜面单元4呈轴对称形状，且悬臂梁3的长度方向沿着镜面单元4的对称轴延伸。此时，悬臂梁3相当于设置在镜面单元4的中部位置，因此镜面单元4悬置在中空区域11中时，在悬臂梁3的平衡受力下，镜面单元4能够保持在和外框1所在平面平行的平衡位置。其中，中空区域11所围成的形状可以和镜面单元4的形状相互匹配，以使外框1以及整个MEMS微镜具有较为紧凑的结构。

可选的，为了实现对光束的反射，镜面单元4包括反射镜41，反射镜41具有用于反射光线的镜面，在MEMS微镜进行扫描时，反射镜41的镜面会随着镜面单元4的转动而转向不同方向，从而让照射在镜面上的入射光束反射至不同的方向。示例性的，反射镜41的镜面可以为金属镜面。

为了驱动镜面单元4相对于外框1转动，MEMS微镜中设置有线圈2。线圈2在磁场中通电时，即可产生相应的电磁力(具体为安培力)，从而驱动镜面单元4沿预设方向相对于外框1转动。其中，线圈2具体可以包括绕设成特定图形，以在磁场中产生预设方向的电磁力的主体部分，也可以包括连接在主体部分和电源之间的引线部分。而相应的，线圈2可以仅设置在镜面单元4上，也可以同时设置在镜面单元4以及悬臂梁3上，或者是仅设置在悬臂梁3上等，此处对线圈2的设置位置不加以限制。

而为了驱动通电线圈2移动，MEMS微镜会位于磁场环境中。该磁场可以由永磁体或者是电磁铁来提供。同时，永磁体或者是电磁铁可以是MEMS微镜内部的元件，也可以为独立于MEMS微镜的部件。

其中，线圈2可以呈特定的绕设方向和绕设形状。图2是本申请实施例提供的MEMS微镜中线圈和磁场的相对受力示意图。如图2所示，MEMS微镜处于磁场T内，而线圈2可以绕设成一平面形状，且线圈2所位于的平面和镜面单元4相互平行；而磁场的磁感线方向(图2中虚线箭头所示的方向)则同样与镜面单元4保持相互平行，并与悬臂梁3的长度方向相互垂直。这样线圈2中通入电流I时，所产生的安培力方向会驱动线圈2向与镜面单元4垂直的方向，也就是与纸面垂直的方向转动。此时，因为镜面单元4通过可扭转的悬臂梁3和外框1连接，因此，线圈2即可带动镜面单元4相对于外框1进行转动。

其中，线圈2的沿自身长度方向的部分线圈段的表层，或者是整个线圈的表层会由石墨烯构成，石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，其具有独特的二维片层结构，因而由石墨烯组成的表层能够层层叠加，从而形成致密隔绝的保护层，使得小分子腐蚀介质(水分子、各类离子等)难以通过，从而起到物理隔绝作用。同时，石墨烯的化学性质与石墨类似，在腐蚀性环境或者高温条件下均具有良好的化学稳定性和热稳定性，因此，线圈的表层由石墨烯构成时，石墨烯能够形成稳定的保护层，从而让线圈内部和线圈外部环境相互隔离，避免线圈2受到外界的腐蚀和影响。此外，石墨烯在室温下具备很强的导电性能和导热性能(导热系数为5300W/m·K)，因此线圈2的表层由石墨烯构成时，石墨烯不会影响到线圈2本身的重量、导电性能和散热，从而可以保证线圈2的正常通电和工作。

这样，通过让至少部分线圈2的表层由石墨烯构成，能够让石墨烯在线圈2表层形成稳定致密的保护层，避免线圈2受到外界环境的腐蚀，提高线圈2的工作可靠性；而石墨烯本身也不会影响到线圈2的导电和散热，使线圈2自身具备较好的工作性能。其中，线圈2表层由石墨烯构成，可以表示线圈2的表层和内层均由石墨烯所构成，也可以表示线圈2的表面被石墨烯所覆盖。

其中，需要说明的是，设置在MEMS微镜上的线圈2，其在MEMS微镜的不同结构或者不同部位上，可能具有不同的排布特性。示例性的，线圈2在MEMS微镜中的一些部位可能紧密排列或者缠绕，而在MEMS微镜中的另一些部位可能排列的较为稀疏。而在其它情况中，线圈2可能是某些线圈段暴露在MEMS微镜的其它结构的外侧，而另一些线圈段埋设在MEMS微镜的其它结构的内部。因此，线圈2的不同线圈段，可能相应会具有不同的防腐蚀需求以及质量限制，这样线圈2可以是仅具有部分线圈段的表层由石墨烯构成，而其它线圈段的表层未覆盖石墨烯，也可以是整个线圈2的表层均由石墨烯构成。

以下结合图示，对MEMS微镜的整体结构以及对线圈2的具体结构的具体实现方式进行详细说明。

对于MEMS微镜的整体结构而言，MEMS微镜可以具有多种不同的结构，以适应不同的转动角度和转动方式。图3是本申请实施例提供的另一种MEMS微镜的结构示意图。以图3中的MEMS微镜结构为例，图3中的镜面单元4呈一整体结构，因而在镜面单元4进行转动时，整个镜面单元4会以悬臂梁3为轴而绕轴转动，此时，整个MEMS微镜的镜面单元4仅能够相对于一个旋转轴(悬臂梁3所在的轴线)绕轴转动，因而该结构的MEMS微镜为一维微镜。

而线圈2在提供驱动镜面单元4转动的电磁力时，为了让线圈2提供足够的电磁力，线圈2应具有多条，才能通过各条线圈2的电磁力共同叠加，来产生足够推动镜面单元4转动的合力。因此，线圈2需要绕设成多个内外依次环绕的环形，以共同产生较大的电磁力。此时，由于镜面单元4具有较大的面积，因此可以将线圈2主要设置在镜面单元4上，从而便于线圈2进行多圈绕设，而悬臂梁3自身的横截面积较小，因此可以不设置线圈2，或仅设置少部分线圈2在悬臂梁3上。

而在其它的MEMS微镜结构中，为了让镜面单元4中的反射镜和其它结构分离设置，MEMS微镜中的镜面单元4也可以呈分体式结构，图4是本申请实施例提供的第三种MEMS微镜的结构示意图。如图1和图4所示，作为一种可选的MEMS微镜结构，MEMS微镜中的镜面单元4还包括连接框架42，悬臂梁3的第二端连接至连接框架42，反射镜41设置于连接框架42上，且位于连接框架42所围成的空间内。此时，线圈2可以设置在反射镜41和连接框架42上，也可以仅设置在反射镜41，或者仅设置在连接框架42之上。

具体的，该MEMS微镜结构中，连接框架42的结构和形状可以和外框1类似，并围成一能够容纳反射镜41的空间，而反射镜41可以固定设置在连接框架42围成的空间内，也可以通过其它可以活动的结构而可移动的设置在连接框架42内部。由于连接框架42和反射镜41为分体式结构，因此可以在连接框架42上设置用于产生电磁力的线圈2，而反射镜41上则不需设置线圈2等结构，以避免干扰到反射镜41对光束的反射。

其中，反射镜41和连接框架42之间可以具有多种不同结构和连接形式。示例性的，反射镜41和连接框架42之间可以固定连接，如图1所示的MEMS微镜结构。而作为另一种不同的MEMS微镜结构，如图4所示，在连接框架42和反射镜41之间同样可以设置有悬臂梁结构。该悬臂梁结构的长度方向可以与镜面单元4和外框1之间的悬臂梁长度方向不同，因此，位于连接框架42和反射镜41之间的内悬臂梁3b，以及位于镜面单元4和外框1之间的悬臂梁3a可以分别形成不同方向的转轴。此时，线圈2所处于的磁场T的磁感线方向(图5中虚线箭头所示的方向)则与镜面单元4保持相互平行，且相对于悬臂梁3a以及内悬臂梁3b之间均具有夹角。当镜面单元4在线圈2的电磁力驱动下转动时，一方面，镜面单元4整体可以绕着位于镜面单元4和外框1之间的悬臂梁3a转动，使反射镜41绕着图中X轴转动；而另一方面，镜面单元4中的反射镜41也可以绕着位于反射镜41和连接框架42之间的内悬臂梁3b转动，使反射镜41单独绕着图中Y轴转动，这样，反射镜41可以分别沿着两个不同方向的转轴转动，从而提高其转动的灵活性。图4中的MEMS微镜结构中，X轴和Y轴之间相互正交，因此此时的MEMS微镜形成为二维微镜。

具体的，镜面单元4中的连接框架42，只要保证能够收容反射镜41，同时便于反射镜41在连接框架42所围成的空间内转动即可，而连接框架42本身可以为多种形状。示例性的，图5为本申请实施例提供的第四种MEMS微镜的结构示意图。在图5所示的MEMS微镜结构中，连接框架42的形状为和反射镜41边缘形状相互匹配的椭圆形。该MEMS微镜结构的具体结构和前述图4所示的MEMS微镜结构类似，此处不再赘述。此外，可以理解的是，连接框架42也可以为其它形状，例如是图4中的矩形框架形状。

而在除了简单的矩形或者椭圆形外，连接框架42也可以为更加复杂的形状和结构。图6为本申请实施例提供的第五种MEMS微镜的结构示意图。如图6所示，在另一种可选的MEMS微镜结构中，连接框架42由两个内外套设的框体组成，且这两个框体之间可以通过悬臂梁3连接。为便于叙述，这两个框体分别以内框体421和外框体422进行表示。其中，位于外框体422和内框体421之间的内悬臂梁3c，以及位于镜面单元4和外框1之间的悬臂梁3a可以分别形成不同方向(如图中X方向和Y方向)的转轴。此时，线圈2所处于的磁场T中，磁感线方向(图6中虚线箭头所示的方向)则与镜面单元4保持相互平行，且不同区域的磁感线方向会分别与悬臂梁3a以及内悬臂梁3c相互垂直，这样MEMS微镜可以形成为二维微镜。而内框体421会围成中空区域4211，并将反射镜41设置在该中空区域4211内。这样反射镜41和内框体421之间相对独立设置，此时，位于镜面单元4上的线圈2，仅需要设置在连接框架42的结构上，而反射镜41上不需要设置线圈2，以避免线圈2影响到反射镜41的正常光线反射。

以下对于线圈2的具体结构进行进一步解释说明：

图7是本申请实施例提供的MEMS微镜中线圈的结构示意图。如图7所示，在一种可选的实施方式中，MEMS微镜中的线圈2包括第一线圈段21，第一线圈段21的表层由石墨烯构成。其中，需要说明的是，图7中仅示出镜面单元4、悬臂梁3和线圈2等结构，而对外框1的结构并未示出。

具体的，线圈2在沿自身长度方向上可以包括第一线圈段21。其中，第一线圈段21可以仅占据线圈2在自身长度方向上的一段或多段，也可以让整个线圈2均为由石墨烯构成的第一线圈段21。

当第一线圈段21仅占据线圈2在自身长度上的一部分时，线圈2中的一段或多段为表层由石墨烯构成的第一线圈段21，而线圈2的其它线圈段表层则未被石墨烯所覆盖，或者是由其它材料构成，从而减小线圈2的生产和制造成本。其中，第一线圈段21可以是暴露于MEMS微镜的其它结构外表面，需要具有较好抗腐蚀性能的线圈段，也可以是排布较为密集，不宜用金等密度较大的金属来代替的线圈段。该第一线圈段21的表层由石墨烯构成，因此第一线圈段21的内层结构会被石墨烯所保护，从而避免受到外界环境的腐蚀和影响。

需要说明的是，当第一线圈段21仅占据线圈2在自身长度上的一部分时，第一线圈段21可以为一段线圈段，也可以为多段线圈段。当第一线圈段21为多段时，多段第一线圈段21可以间隔设置，而相邻两个第一线圈段21之间通过其它材质的线圈段进行连接。

因为线圈2主要设置在镜面单元4上，且位于镜面单元4上的线圈2需要绕设有多圈，因此，镜面单元4上的线圈2排列的较为密集。相应的，为了让镜面单元4上的线圈2具有较轻的质量，以及良好的散热性能，第一线圈段21主要位于镜面单元4上，这样第一线圈段21中的石墨烯能够利用其高效的导热性能为线圈2进行散热，同时第一线圈段21的主要构成材料，例如是铜、铝和石墨烯等，也会因其较小的密度而让线圈2具有较轻的质量。

此外，由于线圈2在沿自身长度方向上可以分为不同的线圈段，在另一种可选的实施方式中，线圈2除了包括表层为石墨烯的第一线圈段21外，还可以包括第二线圈段22，第二线圈段22和第一线圈段21相互串联连接，且第二线圈段22未被石墨烯所覆盖。

具体的，线圈2中的部分线圈段可以具有较少的防护要求或者是质量、散热方面的制约，因此这部分线圈段可以是未被石墨烯所覆盖的第二线圈段22。其中，第二线圈段22可能会被MEMS微镜其它结构所保护，从而避免受到外界环境的侵蚀，或者是由于自身在重量、散热以及导电性能方面要求较低，只需要采用常规线圈2即可实现。可选的，第二线圈段22可以为金属线圈2，例如是金制或者铜制的线圈段。示例性的，第二线圈段22可以是线圈2中的引线部分，且第二线圈段22可以位于悬臂梁3上。由于引线部分不需要像线圈2的主体部分那样密集排列，对于电阻率、质量和散热的要求均较低，因此可以采用常规的金制线圈来实现。这样通过设置未包裹石墨烯的第二线圈段22，能够降低线圈2的整体制造成本。

此外，本领域技术人员可以理解的是，第二线圈段22可以具有多种不同的位置和排布方式，只要第二线圈段22与第一线圈段21相互连接，以共同组成线圈2，并能够正常实现线圈2的功能即可，此处对于第二线圈段22的具体材料和位置均不加以限制。

在利用石墨烯来对第一线圈段21进行保护时，由于石墨烯自身具有较好的导电性能(常温下石墨烯的电子迁移率超过15000cm²/V·s，而电阻率只约为10^-6Ω·cm)，因此可以是让石墨烯构成第一线圈段21的表层，从而对第一线圈段21的内部结构进行保护，也可以是让整个第一线圈段21均由石墨烯构成。

在一种可选的线圈结构中，线圈2中的第一线圈段21均由石墨烯构成。此时，第一线圈段21整体即为石墨烯材料形成的线圈段。这样，第一线圈段21可以直接利用石墨烯的优异的导电性能实现线圈2的通电，从而提供用于驱动镜面单元4转动的电磁力。同时，因为石墨烯自身的密度仅为2.23g/cm³，小于其它常用的金属材料，因此由石墨烯构成的第一线圈段21和常规的金属线圈段相比，具有较小的质量，能够减小驱动镜面单元4所需的电磁力大小。

而在另一种可选的线圈结构中，线圈2可以仅是表层由石墨烯构成，而内部结构则由其它材料构成。图8a是本申请实施例提供的线圈中一种第一线圈段的结构示意图。图8b是图8a的第一线圈段的截面结构示意图。如图8a和图8b所示，此时，第一线圈段21包括可导电的内芯211和包裹内芯211外表面的保护层212，保护层212为石墨烯层。

具体的，第一线圈段21的内芯211可以由金属等常规导电材料构成，而石墨烯则包裹于内芯211的外侧，从而构成保护层212。由于石墨烯所具有的保护和隔离作用，构成内芯211的材料不需要具有抗腐蚀性，这样内芯211的材料可以较为多样，只需要让内芯211具有较好的导电能力以及较轻的质量即可，从而可以让线圈2产生较强的电磁力，提高MEMS微镜的工作性能和工作效率。

可选的，第一线圈段21中的内芯211可以为金属内芯211。由于金属一般具有较好的导电性能和较小的电阻率，因此采用金属作为第一线圈段21的内芯211，可以让线圈2具有较好的导电能力，减小线圈2通电时的发热量，让MEMS微镜在工作时具有较小的发热量。

其中，第一线圈段21中的内芯211的材料为铝、铜或金等，此处对于第一线圈段21中内芯211的具体材料不加以限制，只要内芯211能够具有较好的导电性能以及较低的电阻率，同时能够让石墨烯构成的保护层212顺利附着在内芯211外表面即可。

在一种可选的方式中，第一线圈段21的内芯可以和第二线圈段22由不同材料构成。示例性的，第一线圈段22的内芯211可以由铜等材料构成，而第二线圈段22则可以由金构成。这样，第一线圈段22的保护层212可以对由铜制成的内芯211进行保护；而由于由金构成的第二线圈段22具有较为柔韧，容易产生形变的特性，且第二线圈段22可以位于悬臂梁3上，因此第二线圈段22便于随悬臂梁3的扭转而产生相应形变，有利于实现镜面单元4的转动。

线圈2会设置在MEMS微镜的其它结构，例如是镜面单元4或者是悬臂梁3上，而相应的，随着线圈2在MEMS微镜的其它结构的设置方式的不同，包裹在内芯211外表面的石墨烯层也可以具有不同的形式。

可选的，线圈2中第一线圈段21的部分结构可能会埋入在镜面单元4或悬臂梁3的内部，此时，第一线圈段21的部分外表面暴露在镜面单元4和悬臂梁3中的至少一者的表面，并形成第一线圈段21的外露面，而由石墨烯构成的保护层212会覆盖外露面。

此时，第一线圈段21的一部分表面会与镜面单元4或者悬臂梁3等结构接触，从而受到镜面单元4或悬臂梁3的保护，不会受到外界环境的侵蚀；而第一线圈段21的未与镜面单元4或悬臂梁3接触的表面，则会暴露在外界环境中，形成外露面。此时，保护层212即可覆盖该外露面，从而避免内芯211的外露面接触到外界环境并受到侵蚀。

其中，保护层212可以仅仅覆盖第一线圈段21的外露面，而第一线圈段21内芯211的未暴露在外界环境中的表面均未覆盖保护层212，也可以是保护层212不仅覆盖第一线圈段21的外露面，同时也覆盖第一线圈段21的其它表面。

可选的，在另一些实施方式中，第一线圈段21的周向外表面均覆盖有保护层212。这样，第一线圈段21中内芯211的周向外侧均被石墨烯构成的保护层212所覆盖，因此石墨烯对于内芯211的保护效果较好，让第一线圈段21具有较好的防腐蚀效果。

在第一线圈段21的周向外表面均覆盖保护层212的实施方式，主要适用于第一线圈段21完全设置在镜面单元4或悬臂梁3的表面，因而镜面单元4等结构无法对第一线圈段21的表面进行保护的情况。同时，在第一线圈段21的部分结构埋设在镜面单元4或悬臂梁3的内部时，也可以让第一线圈段21的周向外表面均覆盖保护层212，以提高石墨烯对于第一线圈段21的防护效果。

具体的，在利用石墨烯来形成第一线圈段21的保护层212时，可以通过多种不同方法来设置或形成石墨烯层。其中，在一种可选的石墨烯层设置方式中，可以通过气相沉积法(Chemical Vapour Deposition，CVD)来设置石墨烯，从而形成覆盖在内芯211外表面的保护层212。此时，具体可以利用化学气体在内芯211的基质表面反应，从而在内芯211的外表面形成石墨烯薄膜。示例性的，可以在铜制的内芯211外表面直接沉积或生长一层或多层石墨烯薄膜。

而在另一种可选的石墨烯层设置方式中，也可以通过直接贴合设置的方法，在内芯211的外表面设置石墨烯层。此时，具体可以通过化学或者物理手段，将制备好的石墨烯薄膜贴附在内芯211的外表面。

此外，石墨烯层也可以采用其它本领域技术人员常用的物理或者化学方法设置，此处对石墨烯层的设置方式加以限制。

在让第一线圈段21的表层覆盖由石墨烯构成的保护层212时，为了让保护层212起到较好的保护作用，同时，避免保护层212影响到第一线圈段21中内芯211的正常截面尺寸，石墨烯层应具有合适的厚度。此时，作为一种可选的实施方式，石墨烯层的厚度可以小于或等于10纳米。

此时，覆盖于内芯211表面的石墨烯层，一般只具有单层或多个分子层，从而会在内芯211的表面外侧形成厚度较薄的薄膜。由于石墨烯的质地较为致密，所以较薄的石墨烯层，仍能够对内芯211具有足够的保护效果，同时较薄的石墨烯层，也不会影响到内芯211的正常截面尺寸。其中，覆盖在内芯211外侧的石墨烯层的厚度可以在1纳米左右。

为了让线圈2具有合适的电阻，避免线圈2通电时产生较大的发热量，线圈2应具有较大的横截面积。其中，由于线圈2在外框1所在平面方向上的宽度受限于MEMS微镜自身的尺寸，以及线圈2的绕设密度等条件的制约，所以，线圈2一般会具有较为恒定的宽度。作为一种可选的方式，内芯211在外框1的厚度方向上的尺寸大于或等于1微米。示例性的，当线圈2的横截面呈矩形时，一般而言，线圈2宽度会较为恒定，此时可以通过改变内芯211在外框1厚度方向(垂直于外框1所在平面的方向)上的尺寸，也就是内芯211的高度尺寸，以增大线圈2的横截面积。而当第一线圈段21的横截面呈圆形等形状时，内芯211在外框1的厚度方向上的尺寸相当于内芯211的直径，这样通过调整内芯211的直径，也可以相应增大线圈2的横截面积。其中，由于内芯211在外框1厚度方向上的尺寸为微米级，而石墨烯层的厚度仅为纳米级，因此石墨烯层的厚度不会对内芯211的尺寸造成较大影响。

需要说明的是，由于镜面单元4和悬臂梁3等结构一般采用蚀刻或沉积等方式形成，因而镜面单元4和悬臂梁3的外表面近似为平面。而线圈2也会采用蚀刻、沉积等方式形成于镜面单元4上，因此，线圈2的横截面形状也会和镜面单元4等结构一样，呈现出较为规整的层状结构。本实施例中，线圈2的横截面形状呈矩形。可以理解的是，根据线圈2的设置方式和制造工艺的不同，线圈2的截面也可以呈其它形状，例如是菱形、圆形、椭圆形以及不规则形状等，此处对线圈2的横截面形状不加以限制。

而在设置线圈2时，线圈2相对于MEMS微镜中的其它结构可以具有多种不同的设置方式和相对位置，以下对于线圈2在其它结构上的设置方式和位置进行说明。

在一种可选的方式中，第一线圈段21的部分结构埋设在镜面单元4和悬臂梁3中的至少一者中，且第一线圈段21的顶面凸出于镜面单元4和悬臂梁3中的至少一者的表面。

本领域技术人员容易理解的是，当第一线圈段21的部分结构埋设在悬臂梁3时，以及第一线圈段21的部分结构埋设在镜面单元4中时，第一线圈段21相对于悬臂梁3或镜面单元4会会具有类似的结构和相对位置，故此处仅以第一线圈段21的部分结构埋设在镜面单元4中为例进行说明。

具体如图8a和图8b所示，当第一线圈段21的部分结构埋设在镜面单元4中时，第一线圈段21自身径向上的一部分结构，例如是图8a中第一线圈段21的底部结构会埋设或嵌入镜面单元4的内部，也就是镜面单元4的外表面以下的部分；而第一线圈段21径向上的另一部分，例如是图8a中第一线圈段21的顶部结构则凸出于镜面单元4的外表面，从而暴露在镜面单元4的外侧。

具体的，第一线圈段21的部分结构埋设在镜面单元4的方式，具体可以是在对镜面单元4等结构进行蚀刻时，在镜面单元4上预先蚀刻出于第一线圈段21的形状相互对应的图形，该图形具有一定的深度，后面即可根据该图形，利用蚀刻或沉积等方式将第一线圈段21设置在镜面单元4上。这样因为之前所蚀刻出的图形具有一定深度，因此所形成的第一线圈段21，其中一部分结构即会埋设在原先图形内部，而另一部分则凸出于该图形，并暴露在镜面单元4的外侧。

此时，为了对第一线圈段21的内芯211结构进行保护，在第一线圈段21的暴露于镜面单元4外侧的部分覆盖有石墨烯构成的保护层212，由于该保护层212的厚度较薄，因此第一线圈段21的暴露于镜面单元4外侧的部分仍然和埋设在镜面单元4内部的部分具有相似的形状和尺寸。而第一线圈段21的埋设在镜面单元4内部的部分，其外侧由于有镜面单元4自身结构的保护，因此不会受到外界环境的侵蚀和影响，因此，保护层212不需要延伸至镜面单元4内部，而只需要覆盖第一线圈段21的暴露在镜面单元4外侧的部分即可。

需要说明的是，上述第一线圈段21的设置方式，也可以适用于第一线圈段21全部由石墨烯构成的结构。图9a是本申请实施例提供的另一种第一线圈段的结构示意图。图9b是图9a中的第一线圈段的截面示意图。如图9a和图9b所示，当第一线圈段21全部由石墨烯构成时，同样可以让第一线圈段21部分埋入在镜面单元4或者是悬臂梁3的内部，而另一部分则凸出在镜面单元4或悬臂梁3的外侧。由于石墨烯可以通过气相沉积等手段生成，因此第一线圈段21全部由石墨烯构成时，同样可以利用蚀刻或沉积等手段设置在镜面单元4上。

图10a是本申请实施例提供的第三种第一线圈段的结构示意图。图10b是图10a中的第一线圈段的截面示意图。如图10a和图10b所示，在另一种可选的方式中，第一线圈段21埋设于镜面单元4和悬臂梁3中的至少一者中，第一线圈段21的顶面和镜面单元4和悬臂梁3中的至少一者的表面齐平。

其中，和前一种第一线圈段21的设置方式类似，当第一线圈段21的部分结构埋设在悬臂梁3时，以及第一线圈段21的部分结构埋设在镜面单元4中时，第一线圈段21相对于悬臂梁3或镜面单元4会会具有类似的结构和相对位置，故此处仍然仅以第一线圈段21的部分结构埋设在镜面单元4中为例进行说明。

具体的，如图10a所示，和前一种第一线圈段21的设置方式类似，在采用蚀刻或者沉积等方式将第一线圈段21设置在镜面单元4上时，可以在镜面单元4上蚀刻出于第一线圈段21对应的图形，并可以采用蚀刻或沉积等方式将第一线圈段21设置在镜面单元4上。而和前一种设置方式不同之处在于，第一线圈段21的厚度，可以与图形的深度保持一致，这样，第一线圈段21就会埋设在镜面单元4的内部，同时第一线圈段21仅有顶面暴露在镜面单元4的外表面处。此时，由于第一线圈段21顶面和镜面单元4的外表面齐平，因此镜面单元4的外表面并无凸出的部分，从而形成较为平整的表面。

此时，第一线圈段21的结构均会埋设在镜面单元4的内部，而仅有第一线圈段21的顶面，也就是和镜面单元4的表面齐平的一个面暴露于外侧，因此，石墨烯构成的保护层212，仅会覆盖在第一线圈段21的顶面区域。此时，因为石墨烯构成的保护层212具有较薄的厚度，因此第一线圈段21的内芯211外层覆盖保护层212后，整体仍会和镜面单元4的外表面保持近似齐平，从而使镜面单元4的外表面仍然能够具有较为平整的表面。

和前一种第一线圈段21的设置方式类似，上述第一线圈段21的设置方式，也可以适用于第一线圈段21全部由石墨烯构成的结构。图11a是本申请实施例提供的第四种第一线圈段的结构示意图。图11b是图11a中的第一线圈段的截面示意图。如图11a和图11b所示，当第一线圈段21全部由石墨烯构成时，同样可以让第一线圈段21埋入在镜面单元4或者是悬臂梁3的内部，且第一线圈段21的顶面和镜面单元4的表面齐平。其具体设置方式和前述几种第一线圈段21的设置方式类似，此处不再赘述。

而不同于上述两种方式，第一线圈段21也可以并不埋入镜面单元4或者是悬臂梁3的内部，而是直接设置在镜面单元4或悬臂梁3的外侧。

图12a是本申请实施例提供的第五种第一线圈段的结构示意图。图12b是图12a中的第一线圈段的截面示意图。如图12a和图12b所示，作为又一种可选的实施方式，第一线圈段21贴合设置于镜面单元4和悬臂梁3中的至少一者的表面。

其中，和前述第一线圈段21的设置方式类似，此处仅以第一线圈段21的部分结构埋设在镜面单元4中为例进行说明。

具体如图12a所示，第一线圈段21自身并不会伸入镜面单元4的内部，而是直接和镜面单元4的表面贴合，此时，第一线圈段21可以是采用蚀刻或者沉积等方式形成在镜面单元4上，也可以是采取其它物理或化学方法而贴合于镜面单元4之上。

此时，第一线圈段21的全部结构均位于镜面单元4的表面外侧，而第一线圈段21仅有部分结构和镜面单元4接触，例如是图12a中第一线圈段21的底面部分，这样，第一线圈段21的其它各个表面均暴露在镜面单元4的表面外侧，容易受到外界的环境影响或者腐蚀。因此，第一线圈段21的保护层212会覆盖在第一线圈段21的全部外露面上，例如是图中第一线圈段21的顶面和侧方表面。这样，由石墨烯所构成的保护层212会对第一线圈段21形成较为全面、可靠的保护。

同样的，该种第一线圈段21的设置方式，也适用于全部第一线圈段21均由石墨烯构成的结构。图13a是本申请实施例提供的第六种第一线圈段的结构示意图。图13b是图13a中的第一线圈段的截面示意图。如图13a和图13b所示，第一线圈段21具体的结构和设置方式和前述第一线圈段21的设置方式类似，此处不再赘述。

而在另一种可选的实施方式中，当第一线圈段21全部由石墨烯构成时，第一线圈段21也可以完全埋设于镜面单元4和悬臂梁3中的至少一者的内部。

继续以第一线圈段21设置在镜面单元4上为例进行说明。图14a是本申请实施例提供的第七种第一线圈段的结构示意图。图14b是图14a中第一线圈段的截面示意图。如图14a和图14b所示，第一线圈段21的全部结构均设置在镜面单元4的内部，因而第一线圈段21周向上的各个表面均会被镜面单元4的结构所包裹和保护。此时，第一线圈段21可以直接采用石墨烯构成，而不需要分为内芯211和保护层212等较为复杂的结构。这样第一线圈段21的结构较为简单。其中，在将第一线圈段21设置在镜面单元4的内部时，可以通过蚀刻和沉积方式而实现，即第一线圈段21可以在镜面单元4的成型过程中以沉积等方式同时形成，从而完全埋设在镜面单元4的内部。

本实施例中，MEMS微镜具体包括外框、线圈、悬臂梁和镜面单元等不同组成部分；其中，镜面单元通过所述悬臂梁可移动的连接在外框上，线圈设置在镜面单元和悬臂梁中的至少一者上，且线圈用于在通电时产生电磁力，以使镜面单元在电磁力作用下相对外框移动，至少部分线圈的表层由石墨烯构成。这样通过使至少部分线圈的表层由石墨烯构成，能够让石墨烯在线圈表层形成稳定致密的保护层，避免线圈受到外界环境的腐蚀，提高线圈的工作可靠性；而石墨烯本身也不会影响到线圈的导电和散热，使线圈自身具备较好的工作性能。

本申请还提供一种光学扫描装置。图15是本申请提供的光学扫描装置的结构示意图。如图15所示，本申请提供的光学扫描装置200，具体包括光源10和前述实施例中所述的MEMS微镜100，光源100发出的光线朝向MEMS微镜100，MEMS微镜100用于将光源10发出的光线转换为扫描光线。其中，MEMS微镜的具体结构、功能以及工作原理均已在前述实施例中进行了详细说明，此处不再赘述。

具体的，光学扫描装置可以为车载激光雷达、3D摄像头、条形码扫描装置、激光打印机、医疗成像装置等不同设备。其中，光学扫描装置中的光源10可以为激光光源，且光源10可朝向MEMS微镜100发出激光光束。其中，光源10和MEMS微镜100之间可以设置有准直镜20，以对光源10所发出的光束进行准直。MEMS微镜100中的镜面单元能够相对于外框等结构转动，因此光源发出的激光光束照射至MEMS微镜的镜面单元后，其出射光线的方向会随镜面单元的转动而相应变化，随之照射至外界物体50的不同部位。而光线从物体50反射后，经过光学镜头30进入光电传感器40中，从而让光学扫描装置200获取该处的光学信号。通过镜面单元的周期性转动，光学扫描装置200发出的出射光线也相应呈周期性移动，从而完成对外界物体的光学扫描。

本实施例中，光学扫描装置具体包括光源和MEMS微镜，光源发出的光线朝向MEMS微镜，MEMS微镜用于将光源发出的光线转换为扫描光线；其中，MEMS微镜具体包括外框、线圈、悬臂梁和镜面单元等不同组成部分；其中，镜面单元通过所述悬臂梁可移动的连接在外框上，线圈设置在镜面单元和悬臂梁中的至少一者上，且线圈用于在通电时产生电磁力，以使镜面单元在电磁力作用下相对外框移动，至少部分线圈的表层由石墨烯构成。这样通过使至少部分线圈的表层由石墨烯构成，能够让石墨烯在线圈表层形成稳定致密的保护层，避免线圈受到外界环境的腐蚀，提高线圈的工作可靠性；而石墨烯本身也不会影响到线圈的导电和散热，使线圈自身具备较好的工作性能。

Claims (19)

1.一种MEMS微镜，其特征在于，包括外框、线圈、悬臂梁和镜面单元，所述镜面单元通过所述悬臂梁与所述外框相连，所述线圈位于所述悬臂梁和所述镜面单元上，且所述线圈处于磁场之中，所述线圈用于在通电时产生电磁力，以使所述镜面单元在所述电磁力作用下相对所述外框移动，其中，至少部分所述线圈的表层由石墨烯构成。

2.根据权利要求1所述的MEMS微镜，其特征在于，所述线圈包括第一线圈段，所述第一线圈段的表层由石墨烯构成。

3.根据权利要求2所述的MEMS微镜，其特征在于，所述线圈还包括第二线圈段；所述第二线圈段和所述第一线圈段相互连接，且所述第二线圈段为金属线圈。

4.根据权利要求3所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第二线圈段位于所述悬臂梁上。

5.根据权利要求2-4任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第一线圈段由石墨烯构成。

6.根据权利要求2-4任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第一线圈段包括可导电的内芯和包裹所述内芯外表面的保护层，所述保护层为石墨烯层。

7.根据权利要求6所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第一线圈段的部分外表面暴露在所述悬臂梁和所述镜面单元的至少一者表面并形成外露面，所述保护层覆盖所述外露面。

8.根据权利要求6或7所述的MEMS微镜，其特征在于，所述内芯为金属内芯。

9.根据权利要求8所述的MEMS微镜，其特征在于，所述内芯的材料为铝、铜或金。

10.根据权利要求5-9任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述保护层包裹所述内芯的外表面的方式包括以下任意一种：气相沉积、相互贴合。

11.根据权利要求5-10任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述石墨烯层的厚度小于或等于10纳米。

12.根据权利要求5-11任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述内芯在所述外框的厚度方向上的尺寸大于或等于1微米。

13.根据权利要求2-12任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述外框围成中空区域；

所述悬臂梁的第一端和所述外框连接，所述悬臂梁的第二端和所述镜面单元连接，且所述镜面单元通过所述悬臂梁悬空设置在所述中空区域中。

14.根据权利要求13所述的MEMS微镜，其特征在于，所述镜面单元包括反射镜，所述反射镜具有用于反射光线的镜面。

15.根据权利要求14所述的MEMS微镜，其特征在于，所述镜面单元还包括连接框架，所述悬臂梁的第二端连接至所述连接框架，所述反射镜位于所述连接框架所围成的空间内。

16.根据权利要求15所述的MEMS微镜，其特征在于，所述连接框架和所述反射镜固定连接；

或者，所述连接框架和所述反射镜之间通过内悬臂梁连接，且所述反射镜可相对于所述连接框架转动。

17.根据权利要求15或16所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第一线圈段位于所述反射镜和所述连接框架的至少一者上。

18.根据权利要求17所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第一线圈段围绕所述镜面单元设置。

19.一种光学扫描装置，其特征在于，包括光源和权利要求1-18任一项所述的MEMS微镜，所述光源发出的光线朝向所述MEMS微镜，所述MEMS微镜用于将所述光源发出的光线转换为扫描光线。

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